(57)【要約】プラントから得られるプロセス信号をもとにプラントの異常や予兆診断をする場合、プラントに設置される機器にはむだ時間が存在するため、異常や予兆診断用に構築するモデルの入力と出力はむだ時間分シフトしており、モデル内で構築されている相関関係にズレが生じる。機器情報をもとにプロセス信号のむだ時間を考慮したズレのないプラント診断装置、及び診断方法を提供する。
2011148431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプラント運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断装置において、
前記プラントのプロセス信号や機器情報を装置内に取り込む外部入力インターフェイスと、診断結果を出力するための外部出力インターフェイスを備え、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出するむだ時間推定部を備えることを特徴とするプラント診断装置。
【請求項２】
請求項1に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項３】
請求項1に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項４】
請求項１に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項５】
請求項1に記載のプラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とするプラント診断装置。
【請求項６】
プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプロセス運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断方法において、
前記プラントのプロセス信号や機器情報から診断結果を出力し、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とするプラント診断方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断方法。
【請求項８】
請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、前記異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とするプラント診断方法。
【請求項９】
請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とするプラント診断方法。
【請求項１０】
請求項６に記載のプラント診断方法において、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とするプラント診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の機器で構成されている発電プラント等において、むだ時間を考慮した相関関係を用いることで、より実情に即した正確なプラント診断を行うプラント診断装置及び診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力や原子力を用いた発電プラントや医薬品・食品・化学プラントに代表される産業プラントでは、安定的な運用のために多数のプロセス信号を監視対象とし、プラント状態を把握するために、圧力・温度・流量・水位などを計測する計測器を各部に設置し、得られたプロセス信号値を運転員に提供している。【０００３】
また、ほとんどのプラントでは、異常や不具合対策、あるいは保守の観点から、得られたプロセス信号値を専用の制御用計算機であるプロセス計算機に保存し処理する。運転員はプラント状態に変化があった場合に、関連するプロセス信号の値に変化がないかどうかを確認するため、監視画面上に該当するプロセス信号の値を表示する。また、必要であれば、プロセス計算機に格納された該当するプロセス信号の過去の値を監視画面上に表示する。通常は、プラント運転制御装置と監視装置が一体になっており、リアルタイムでプラント運転状態の監視や制御が実施できるようになっている。【０００４】
従来、プラント状態に変化があると、運転員は監視装置に関連するプロセス信号の値を監視画面上に表示する。表示されるプロセス値は、監視装置の取り込む周期に従いオンラインで値が更新される。このプロセス値の状態をもとにプラント運転状態を把握する。【０００５】
運転制御装置や監視装置(以下、監視制御装置と呼ぶ)は、プロセス値の状態に応じた警報装置と連動しており、例えばある圧力値が設定値よりも上回ると運転員に知らせるための警報ランプを点灯させる。さらに、異常な状態から正常な状態に復帰させるための制御を作動させたり、運転員の操作を促す。【０００６】
最近は、異常状態が発生するまえに、プラント異常兆候を診断し予測する装置やその方法が多数提案されている。また、異常が発生した後にその原因を特定したり、原因を分析するための支援装置やその方法もある。特許文献１では、レベルに応じた警告のランク付けを用いてプラント診断をするシステムが記載されている。特許文献２では、運転制御情報、現場情報、設備情報を伝送するネットワークとそれらを表示する情報端末装置を有する装置および方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１７４６８号公報
【特許文献２】特開２００７−０４２０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
プラントは多数の機器から構成されており、各機器の規模も大小さまざまであるため、規模や機能に応じて、対象機器毎に動作時間が異なる。例えば、燃焼装置の入口側で空気量を変化させると、出口側から排出されるプロセスに含まれる成分が変化するが、入口側の変化が出口側まで影響するまでの時間は、燃焼装置の規模や燃焼プロセスの速度などに依存する。従って、プロセス出力には遅れ時間が発生するがこれをむだ時間と呼ぶ。【０００９】
現状では、入口側と出口側に取り付けられた検出器から得られるプロセス値をもとに、燃焼装置の状態を監視する際、単純に同じ時刻のデータに基づいて監視している。【００１０】
プラントを診断する際、関連するプロセス信号をもとに統計的な処理やニューラルネットワークに代表される学習などを用いて構築する統計モデルを用いる場合が多く、統計モデルは入力されるプロセス信号の相関関係をモデル化する。上記のような事情からモデルに用いるプロセス信号は同時刻のものを入力するが、プロセス信号同士が持つ相関関係には機器のもつむだ時間を考慮していないため、モデル化したプロセス信号の相関関係はむだ時間分シフトした結果が出力されることとなる。つまり実際のプラント内事象の発生時間より遅れて事象の情報が出力される。【００１１】
特許文献１および２に記載されている方法においても、いずれもプラント各機器がもつむだ時間を考慮していないため、正確なプラント運転状況を把握するのは困難である。本発明の目的は、上述の課題であるむだ時間を考慮した正確なプラント診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプラント運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断装置において、前記プラントのプロセス信号や機器情報を装置内に取り込む外部入力インターフェイスと、診断結果を出力するための外部出力インターフェイスを備え、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出するむだ時間推定部を備えることを特徴とする。【００１３】
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。【００１４】
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出することを特徴とする。【００１５】
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。【００１６】
また、プラント診断装置において、前記むだ時間推定部は、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とする。【００１７】
さらに、プラントに操作信号を与えた時に得られる計測信号の値をもとにプロセス運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断方法において、前記プラントのプロセス信号や機器情報から診断結果を出力し、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とする。【００１８】
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせてむだ時間を省いたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。【００１９】
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、前記異常および予兆を診断する前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトすることを特徴とする。【００２０】
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号をもとに、プロセスの状態に応じたむだ時間を推定し、むだ時間分シフトさせたプロセス信号のトレンドを表示することを特徴とする。【００２１】
さらに、プラント診断方法において、機器情報やプロセス信号の状態に応じたむだ時間を推定し、それらむだ時間を表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、プラント運転状態を監視制御する監視制御装置と、前記プラントから得られる計測信号を記憶し処理するプロセス計算機と、前記操作信号および計測信号の値をもとにプロセスの異常および予兆を診断する異常・予兆診断装置と、前記プラントの機器情報を蓄積したデータベースを有し、前記異常・予兆診断装置から得られる診断結果に対し関連するプロセス信号のむだ時間を推定するプラント診断装置において、外部入力インターフェイスと、外部出力インターフェイスを備え、機器情報やプロセス信号をもとにむだ時間を推定し、前記異常・予兆診断装置の入力値を過去にシフトして算出するむだ時間推定部を備えることにより、監視あるいは確認すべきプロセス信号においてむだ時間を考慮した診断結果やトレンド表示を運転員あるいは保守員に提示することができ、発電プラントや産業プラントの安定した正確な保守及び運用を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態おける発電プラントのブロック図である。
【図２】本発明の火力発電プラント構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の火力発電プラントにおける配管部の模式図である。
【図４】本発明のプロセス計算機に記憶されるデータの説明図である。
【図５】本発明の機器情報データベース内の配管情報の説明図である。
【図６】本発明の機器情報データベース内の機器情報の説明図である。
【図７】機器情報データベース内の計測点情報の説明図である。
【図８】本発明の機器情報データベース内の機器毎のむだ時間の説明図である。
【図９】本発明のむだ時間推定部の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の画像表示装置の初期画面の説明図である。
【図１１】本発明の画像表示装置の表示情報設定画面の説明図である。
【図１２】本発明の画像表示装置に表示されるプロセス信号のトレンドグラフである。
【図１３】本発明の画像表示装置の表示情報設定画面の説明図である。
【図１４】本発明の画像表示装置に表示されるむだ時間を含むプロセス信号のトレンドグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施形態によるプラント診断装置及び診断方法について、添付図面を参照しながら説明する。
〔診断装置の基本構成〕
図１は、本実施形態に係るプラント診断装置を、発電プラント１００に適用した例について説明するブロック図である。発電プラント１００には、プラント状態を把握するために多数の計測器が設置されている。各計測器で測定されたプロセス信号１０の値は、専用送信ラインあるいは汎用送信ラインを用いて監視制御装置２００および計測値を格納するプロセス計算機３００に伝送される。
【００２５】
監視制御装置２００では、プロセス信号１０の値をもとにプラント運転を所望の状態に保つ制御信号２０を出力する。出力した制御信号２０は、発電プラント１００に入力されるとともに、異常・予兆診断装置４００にも入力される。また、プラント制御に関わる信号値をユーザに示すため、支援ツール９１０に入力される。
【００２６】
プロセス計算機３００では、発電プラント１００から得られるプロセス信号１０の値を蓄積する。蓄積されたプロセス信号１０は、その用途に応じて、異常・予兆診断装置４００および支援ツール９１０にプロセス信号３０として出力される。プロセス信号データの格納形式については、後から詳しく説明する。
【００２７】
異常・予兆診断装置４００では、入力される制御信号２０やプロセス信号３０の変化や傾向などをもとに、プラント異常あるいはその兆候を検出する。検出のための手法は、前回値との差分がある範囲を逸脱するか否かを判定するものから、平均あるいは標準偏差、相関係数、主成分分析などによる統計解析を用いる場合もある。統計モデルを用いて、プロセス値の変化を予測することでプラントの異常や予兆を検知したり、正常なプロセス値を推定し、その推定値との差をもとに、異常や予兆を検知する手法もある。また、プラント正常運転の状態を複数のカテゴリーに分類しておき、そのカテゴリーから離れた状態や新規カテゴリーに分類される状態をもって、異常あるいは予兆を検知する手法がある。
【００２８】
いずれの手法においても、異常あるいは予兆を検知した場合、その事象に関与するプロセス信号を単一あるいは複数抽出し、診断結果４０として支援ツール９１０に出力される。診断結果４０には、特定したプロセス信号の情報が加わっている。ここで、プロセス信号の情報とは、プロセス信号に固有に付けられた番号や信号名称を指す。また、後述するむだ時間の推定結果も含まれている。
【００２９】
機器情報データベース５００には、発電プラント１００の機器に関する機器情報が格納されている。特に、発電プラント１００を構成する機器とそれらを接続する配管およびプラント信号１０を抽出するために設置された計測器の位置情報が記載された配管計装線図について説明する。この配管計装線図は、専用のＣＡＤを用いて作図され、図面はＣＡＤデータとして保存される。ＣＡＤデータには、記載されている機器や配管のスペックや各部位を特定するためのＩＤ番号が属性として付与されている。したがって、機器や配管の番号を指定すると、図面上の位置、あるいは対象物の持つ配管の口径や肉厚などのスペックを抽出することができる。機器情報データベースに格納されている様々な設計情報５０は、必要に応じてプロセス信号抽出装置６００や保守ツール９１０に出力される。
【００３０】
むだ時間推定装置６００は、外部インターフェイス６１０、むだ時間推定部６２０及び外部出力インターフェイス６３０で構成される。むだ時間推定装置６００では、保守ツール９１０を介して、むだ時間を算出するために必要な入力信号６０を得る。外部インターフェイス６１０は、保守ツール９１０を介して得た入力信号６０と機器情報データベース５００からの機器情報５０を取り込み、むだ時間推定部６２０にむだ時間推定用情報６１として伝送する。
【００３１】
むだ時間推定部６２０では、入力されたむだ時間推定用情報６１をもとに、異常・予兆診断装置４００で用いるプロセス信号に関係するむだ時間を推定する。推定結果６２は、外部出力インターフェイス６３０に出力される。むだ時間推定用情報６１をもとに、推定結果６２を求めるアルゴリズムについては、後ほど詳しく説明する。外部出力インターフェイス６３０では、むだ時間推定部６２０から得られた推定結果６２を、異常・予兆診断装置４００に出力する。
【００３２】
発電プラント１００の運転に関わるユーザは、キーボード９０１とマウス９０２で構成される入力装置９００、及び画像表示装置９５０に接続されている支援ツール９１０を用いることにより、発電プラント１００に関する様々な情報を見ることが可能である。また、監視制御装置２００からの制御信号２０、プロセス計算機３００からのプロセス信号３０、異常・予兆診断装置４００からの診断結果４０、機器情報データベース５００からの機器情報５０、むだ時間推定装置６００からの出力結果６３の情報にアクセスすることができる。
【００３３】
支援ツール９１０は、外部入力インターフェイス９２０、データ送受信処理部９３０、外部出力インターフェイス９４０で構成される。
【００３４】
入力装置９００で生成した入力信号９１は、外部入力インターフェイス９２０を介して支援ツール９１０に取り込まれる。また、監視制御装置２００からの制御信号２０、プロセス計算機３００からのプロセス信号３０、異常・予兆診断装置４００からの診断結果４０、機器情報データベース５００からの機器情報５０、むだ時間推定装置６００からの出力結果６３についても、同様に外部入力インターフェイス９１０にて取り込まれる。データ送受信処理部９３０では、ユーザからの入力信号９１の情報に従って、入力信号９２を処理し、出力信号９３として外部出力インターフェイス９４０に送信する。出力信号９４は、画像表示装置９５０に表示される。
〔診断処理〕
以下に、本発明のデータ処理装置を火力発電プラントに適用した場合を例にとり、データベースに保存されている情報、及び信号処理機能について説明する。
【００３５】
図２は、火力発電プラントを説明するブロック図である。まず、火力発電プラントにおける発電の仕組みについて説明する。
【００３６】
石炭を燃料とする場合には、石炭を貯蔵しているコールバンカー１１１より給炭器１１２を介してミル１１０に供給される。ミル１１０では内部のローラにより石炭を細かく砕き微粉炭状にする。この微粉炭と石炭搬送用の１次空気、及び燃焼調整用の２次空気がバーナー１０２を介して、ボイラ１０１に供給される。微粉炭と１次空気は配管１３４から、２次空気は配管１４１から導かれる。また、２段燃焼用のアフタエアを、アフタエアポート１０３を介してボイラ１０１に投入する。このアフタエアは、配管１４２から導かれる。
石炭の燃焼により発生した高温のガスは、ボイラ１０１の経路に沿って流れた後、エアーヒーター１０４を通過する。その後、排ガス処理した後、煙突を介して大気に放出される。
ボイラ１０１を循環する給水は、給水ポンプ１０５を介してボイラ１０１に導かれ、熱交換器１０６においてガスにより過熱され、高温高圧の蒸気となる。
【００３７】
熱交換器１０６を通過した高温高圧の蒸気は、タービンガバナ１０７を介して蒸気タービン１０８に導かれる。蒸気の持つエネルギーによって蒸気タービン１０８を駆動し、発電機１０９で発電する。蒸気タービン１０８の排気は復水器１１３で冷却され、再び給水ポンプ１０５へと送られる。途中、タービンからの抽気を利用して、給水を加熱する装置を配置し熱効率を向上させる。
【００３８】
火力発電プラントには、様々な計測器が配置されており、この計測器から取得された情報は、計測情報１としてデータ処理装置２００に伝送される。例えば、図２には、流量計測器１５０、温度計測器１５１、圧力計測器１５２、発電出力計測器１５３、及び濃度計測器１５４を図示している。流量計測器１５０では、給水ポンプ１０５からボイラ１０１に供給される給水の流量を計測する。また、温度計測器１５１、圧力計測器１５２は、蒸気タービン１０８に供給される蒸気の温度、圧力を計測する。発電機１０９で発電された電力量は、発電出力計測器１５３で計測する。ボイラ１０１を通過中のガスに含まれている成分(CO、NOxなど) の濃度に関する情報は、濃度計測器１５４で計測することができる。尚、一般的には、図２に図示した以外にも、多数の計測器が火力発電プラントに配置されているが、図２では省略している。
【００３９】
次に、バーナー１０２から投入される１次空気、及び２次空気、アフタエアポート１０３から投入されるアフタエアの経路について説明する。
【００４０】
１次空気は、ファン１２０から配管１３０に導かれ、途中でエアーヒーター１０４を通過する配管１３２と通過しない配管１３１に分岐し、再び配管１３３にて合流し、ミル１１０に導かれる。エアーヒーター１０４を通過する空気は、ガスにより過熱される。この１次空気を用いて、ミル１１０において生成する微粉炭をバーナー１０２に搬送する。
２次空気、及びアフタエアは、ファン１２１から配管１４０に導かれ、エアーヒーター１０４で過熱された後、２次空気用の配管１４１と、アフタエア用の配管１４２とに分岐し、それぞれバーナー１０２とアフタエアポート１０３に導かれる。
【００４１】
図３は、１次空気、２次空気、及びアフタエアの通過する配管部、並びにエアーヒーター１０４の模式図である。図３に示すように、配管にはエアダンパ１６０、１６１、１６２、１６３が配置されている。エアダンパ１６０、１６１、１６２、１６３の操作によって配管を通過する空気流量を調整できる。
〔機器情報〕
以下に、プロセス計算機３００に格納されているプロセス信号１０の情報、機器情報データベース５００に保存されている機器情報、及びむだ時間推定装置６００にあるむだ時間推定部６２０での演算機能について説明する。
【００４２】
図４は、それぞれプロセス計算機３００に保存されている情報の態様の説明図である。図４に示すように、発電プラント１００で計測した情報が、計測器毎に各計測時刻と共に保存される。例えば、図２における流量計測器１５０、温度計測器１５１、圧力計測器１５２、発電出力計測器１５３、濃度計測器１５４で計測した流量値F、温度値T、圧力値P、発電出力値E、排ガスに含まれるNOx濃度Dが、時間の情報と共に保存される。尚、図４では１秒周期でデータを保存しているが、データ収集のサンプリング周期は任意に設定することが可能である。プロセス計算機３００に格納されているデータを容易に活用できるよう各計測値にはPID番号という固有番号が割り当てられている。このPID番号をもとに、プロセス信号を特定化したり、所望のプロセス信号を探索する際のキーとして用いる。
【００４３】
次に、機器情報データベース５００に保存する機器情報について説明する。図５は、各機器を接続する配管様式の説明図である。図５のように、配管のＩＤであるライン番号、名称、種別、口径、肉厚、保温材厚みや他の機器あるいは配管とのクリアランスが記載されている。
【００４４】
図６は、機器に加えて、Ｔ分岐やレディーサなど配管に接続される分岐機器の様式を表した機器の説明図である。機器番号、機器名称に加えて、サイズ情報などがある。サイズ情報は、対象となる機器に応じて定義する数が異なる。また、機器番号についても、例えば、種別に応じた頭文字を定義することで、検索時の効率化やユーザによる視認性の容易さを確保している。
【００４５】
図７は、配管や機器に接続されている計測器の情報を表した計測点の説明図である。計測器を特定するための計測点番号とそれに対する計測点名称、計測対象のプロセス信号に割り当てられたPID番号と計測対象の被測定物の種別を表す計測流体、取付けられている対象物を特定する機器番号あるいはライン番号が記載された取付位置がある。また計測点番号は、計測している種類別に先頭文字を割り当てるのが一般的である。図８では、圧力を計測する計測点は「Ｐ」、温度を計測する計測点は「Ｔ」、流量を計測する計測点は「Ｆ」となっている。その他にも、レベルを計測する計測点は「Ｌ」などで表す。
【００４６】
図８は、各機器に対する設計情報やモデル情報などむだ時間を推定するために必要な情報を格納した機器仕様の説明図である。機器番号と機器名称に加えて、プロセスの種類に応じたむだ時間がそれぞれ格納されている。なお、むだ時間に−(ハイフン)が記載されている場合は、事前情報としてまだ存在しないこと（または未入力）を意味する。
〔むだ時間の推定〕
次に、図９によって、むだ時間推定装置６００にむだ時間推定部６２０での演算機能の動作について説明する。図１のむだ時間推定部６２０では、外部入力インターフェイス６１０からのむだ時間推定用情報６１をもとに、異常・予兆診断装置４００で抽出された診断結果４０に含まれる信号に関連するむだ時間を推定する。むだ時間推定用信号６１には、保守ツール９１０を介して診断結果４０と、機器情報データベース５００から機器情報５０を得る。これら入力情報をもとに、関係するプロセス信号の遅れ時間を推定するアルゴリズムのフローチャートを図９に示す。
【００４７】
図９において、初めに処理ステップＳ８０１では、診断結果４０に含まれている信号のＰＩＤ番号をもとに、図７に示した計測点リストより計測点番号から計測の種別を、計測対象から被測定物の種別を、取付位置から取付機器の情報を得る。Ｓ８０２では、取付機器の種別が配管か、それ以外かを判断する。例えば、取付機器番号の命名則として配管は「Ｐ」、機器は「Ｋ」などとしておけば、機器番号の先頭文字で配管か否かを簡単に判別できる。
【００４８】
配管の場合は、Ｓ８０３に進む。配管ではない場合は、Ｓ８０４に進む。Ｓ８０３では、対象が配管であるためむだ時間を０に設定し、Ｓ８１０に進む。Ｓ８０４では、図８に示した機器情報リストの機器番号をキーに、プロセスの状態に応じたむだ時間を検索する。
【００４９】
該当むだ時間の項目が−（ハイフン）ではない場合は、Ｓ８０６に進む。Ｓ８０６では、機器情報リストに記載されている該当値をそのままむだ時間に設定し、Ｓ８１０に進む。該当むだ時間の項目が−の場合は、Ｓ８０７に進む。
【００５０】
Ｓ８０７では、該当するむだ時間がないため、対象機器の入口と出口のプロセス信号を入出力データとしてインパルス応答によりむだ時間を推定する。インパルス応答とは、入力にインパルスを与えたとき、出力がどのような遅れ時間、形状で出力されるかを見てプラント特性を把握する手法であり、その具体的な計算方法に関する参考文献としては「制御のための上級システム同定」(東京電機大学出版局)がある。次いで、Ｓ８０８にて、求めた推定値をむだ時間に設定する。Ｓ８０９では推定したむだ時間を次回以降再利用するため機器情報リストの該当部に推定値を設定する。
【００５１】
Ｓ８１０では、診断結果４０に含まれる信号が複数ある場合には、全ての信号について、これまでの処理を実行したか否かを判定する。全ての信号に対し、むだ時間の設定が完了していなければ、Ｓ８０１に戻り、むだ時間の設定をしていない信号に対し、ステップを進める。全て完了している場合には、処理を終了する。
【００５２】
図１において、推定したむだ時間は推定結果６２として、外部出力インターフェース６３０に出力される。外部出力インターフェイス６３０では、推定結果６２を出力結果６３として、異常・予兆診断装置４００、機器情報データベース５００、支援ツール９１０に送る。
【００５３】
異常・予兆診断装置４００では、出力結果６３に含まれているむだ時間を考慮した異常・予兆診断がなされる。例えば、異常・予兆診断の手法として統計モデルを用いている場合を考える。統計モデルの入力としてある温度と圧力のプロセス信号を選択していた場合、出力結果６３で得た温度むだ時間と圧力むだ時間については、時間軸上でそれぞれ過去の方向にシフトさせ、モデルの出力側のプロセス信号は現時刻として対応させる。このような処理をした入出力データの組を用いて異常・予兆診断用の統計モデルを構築する。
〔診断装置の操作〕
次に、ユーザが支援ツール９１０を用いて、画像表示装置９５０に制御信号２０、プロセス信号３０、診断結果４０、機器情報５０、出力結果６３や機器情報データベース５００の情報を表示させる方法について説明する。
【００５４】
図１０〜図１３は、画像表示装置９５０に表示される画面を示す説明図である。ユーザーは、キーボード９０１、マウス９０２を用いてこれら画面の空欄となっている箇所にパラメータ値を入力するなどの操作を実行する。
【００５５】
図１０は、画像表示装置９５０に表示される初期画面である。ユーザーは、むだ時間考慮型表示ボタン９５１、情報表示ボタン９５２、の中から必要なボタンを選択し、マウス９０２を用いてカーソル９５３を移動させ、マウス９０２をクリックすることにより所望の画面を表示させる。
【００５６】
図１１は、むだ時間を考慮したトレンドを表示させるための設定画面である。図１０において「むだ時間考慮型表示」ボタン９５１をクリックすることにより、図１１の画面が表示される。プロセス信号表示欄９６１では、ユーザーは、画像表示装置９５０に表示させたい計測信号、あるいは操作信号を入力欄９６１に、そのレンジ（上限/下限）と共に入力する。また、表示させたい時間を時刻入力欄９６２に入力する。
【００５７】
図１０において「表示」ボタン９６３をクリックすることにより、図１２のトレンドグラフが画像表示装置９５０に表示される。図１２のトレンドグラフは、基本出力信号に対応して各機器のプロセス信号がむだ時間を省いた同時刻の変化として対比表示される。これにより各機器本来の運転状態の状況が、同時刻の変化として正確に把握できる。図１２の「戻る」ボタン９７１をクリックすることにより、図１１の画面に戻る。
【００５８】
また、図１１の機器情報表示欄９６４では、プロセス名称、抽出信号、ＰＩＤ、計測点番号、機器番号、配管番号のいずれかを入力し、「表示」ボタン９６５をクリックすることで、該当情報が記載されている機器情報を、機器情報データベース５００から検索し表示する。
また、抽出情報の表示欄９６６では、プロセス名称、ＰＩＤ、それぞれのむだ時間が表示される。図１１において、「戻る」ボタン９６７をクリックすることにより、図１０の画面に戻ることができる。
【００５９】
図１３は、通常のトレンドを画像表示装置９５０に表示させるための設定画面である。図１０において「情報表示」ボタン９５２をクリックすることにより、図１３の画面が表示される。プロセス信号表示欄９８１では、ユーザーは、画像表示装置９５０に表示させたい計測信号、あるいは操作信号を入力欄９８１に、そのレンジ（上限/下限）と共に入力する。また、表示させたい時間を時刻入力欄９８２に入力する。
【００６０】
一方、図１１で「表示」ボタン９６３をクリックすることにより、図１４のトレンドグラフが画像表示装置９５０に表示される。図１４により、各機器プロセス信号のむだ時間を把握することができる。これは本発明を適用して修正する前の機器プロセス信号のオリジナルデータ表示である。図１４の戻るボタン９９１をクリックすることにより、図１３の画面に戻る。
【００６１】
また、図１３の機器情報表示欄９８４では、プロセス名称、抽出信号、ＰＩＤ、計測点番号、機器番号、配管番号のいずれかを入力し、表示ボタン９８５をクリックすることで、該当情報が記載されている機器情報を、機器情報データベース５００から検索し表示する。
【００６２】
本発明のプロセス信号抽出装置及び方法の結果を、発電プラント１００の異常・予兆診断へ適用することの効果について説明する。本発明のプラント診断装置および診断方法を発電プラント異常・予兆診断に適用すると、むだ時間分シフトした依存関係ではなく、入力の増減に即したリアルタイムの出力変化を考慮したプロセス信号の相関関係を用いた異常・予兆診断が可能になる。その結果、より正確にプラントの異常や予兆の傾向を検出することが可能である。また運転員に対してもむだ時間を考慮したトレンド表示が可能となるため、トレンド表示の目視による監視がより一層容易になる。
【符号の説明】
【００６３】
１００            発電プラント
２００            監視制御装置
３００            プロセス計算機
４００            異常・予兆診断装置
５００            機器情報データベース
６００            むだ時間推定装置
６１０            外部入力インターフェイス
６２０            むだ時間推定部
６３０            外部出力インターフェイス
９１０            支援ツール
９２０            外部入力インターフェイス
９３０            データ送受信処理部
９４０            外部出力インターフェイス
９５０            画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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